Hướng dẫn / Cấp bền và vật liệu

SAE J429 Grade 5 và Grade 8: thông số bu lông hệ inch cho người mua

24 tháng 10, 2026

SAE Grade 5 và Grade 8 là hai cấp bu lông hệ inch mà đa số người mua gặp. Chúng có cùng biên dạng ren và cùng hình dạng đầu, và có thể trông giống hệt nhau trong một thùng hàng. Chúng khác nhau ở thép, độ bền và rủi ro. Nếu Quý khách đặt bu lông hệ inch theo yêu cầu cho máy hoặc phương tiện, cấp bền trên bản vẽ quyết định vật liệu, nhiệt luyện và thử nghiệm, nên cần hiểu các con số có nghĩa gì.

Hướng dẫn này dùng các con số SAE J429, giải thích dấu và độ cứng, nêu cấp tương đương hệ mét và cho thấy khi nào chi tiết sản xuất theo bản vẽ là hợp lý.

Hai cấp ngắn gọn

Grade 5. Thép carbon trung bình, tôi và ram. Bao quát các kích thước thông dụng từ 1/4 inch đến 1 inch với một mức độ bền và từ trên 1 inch đến 1.5 inch với mức thấp hơn đôi chút.

Grade 8. Thép hợp kim carbon trung bình, tôi và ram, với dải nhiệt độ ram cao hơn mà vẫn cho độ bền cao hơn nhiều. Chỉ có một bộ giá trị cho toàn dải từ 1/4 đến 1.5 inch.

J429 cũng quy định Grade 1 và Grade 2 cho chi tiết độ bền thấp và Grade 8.2, thép bo carbon thấp có cấu trúc martensit có độ bền bằng Grade 8. Bu lông kết cấu cho liên kết thép theo ASTM A325 và A490 chứ không theo J429.

Độ bền theo J429

Tính chất	Grade 5, 1/4 đến 1 in	Grade 5, trên 1 đến 1.5 in	Grade 8, 1/4 đến 1.5 in
Bền kéo tối thiểu	120 ksi (827 MPa)	105 ksi (724 MPa)	150 ksi (1,034 MPa)
Giới hạn chảy tối thiểu	92 ksi (634 MPa)	81 ksi (558 MPa)	130 ksi (896 MPa)
Ứng suất tải thử	85 ksi (586 MPa)	74 ksi (510 MPa)	120 ksi (827 MPa)
Độ cứng lõi, Rockwell C	25 đến 34	19 đến 30	33 đến 39

Hãy xác nhận mọi con số trong phiên bản hiện hành của SAE J429 trước khi chép vào bản vẽ.

Lấy bu lông 1/2-13 UNC, có diện tích chịu kéo khoảng 0.142 inch vuông. Ở tải thử, bu lông Grade 5 chịu khoảng 12,100 lbf và Grade 8 khoảng 17,000 lbf. Lực kẹp làm việc thông thường là khoảng 75 phần trăm tải thử, tức xấp xỉ 9,000 và 12,800 lbf. Đó là lý do chuyển từ 5 sang 8 cho phép dùng bu lông nhỏ hơn hoặc lực kẹp cao hơn.

Dấu trên đầu

Dấu trên đầu là một phần của đặc tả, và bu lông theo yêu cầu phải mang chúng.

• Grade 5: ba vạch hướng tâm.
• Grade 8: sáu vạch hướng tâm.
• Grade 2 hoặc không dấu: không có vạch.
• Dấu nhà sản xuất: bắt buộc trên bu lông có dấu cấp, để bu lông truy xuất được.

Các dấu được tạo trên đầu bằng chày dập nguội. Nếu muốn bu lông có dấu, hãy yêu cầu nhà máy đưa chi tiết của chày vào khuôn. Xem chi phí khuôn dập nguội để biết chi tiết đầu ảnh hưởng đến bộ khuôn ra sao.

Cấp tương đương hệ mét

Người mua thường cần ghép chi tiết hệ inch với chi tiết hệ mét, hoặc ngược lại.

Cấp hệ inch	Cấp ISO 898-1 xấp xỉ	Bền kéo, thường gặp
Grade 5	8.8	Khoảng 830 MPa
Grade 8	10.9	Khoảng 1,040 MPa

Sự tương ứng chỉ là xấp xỉ. Cấp hệ mét 8.8 có bền kéo từ 800 đến 830 MPa tùy kích thước, và 10.9 có 1,040 MPa. Dải độ cứng khác nhau đôi chút và kích thước không bao giờ khớp hoàn toàn. Bản vẽ chuyển từ hệ này sang hệ kia cần kỹ sư kiểm tra. Cấp bền và mác bu lông ốc vít trình bày phía hệ mét chi tiết hơn.

Độ dẻo, độ cứng và điều có thể hỏng

Độ bền cao hơn kéo theo các đánh đổi.

• Độ dẻo thấp hơn. Grade 8 giãn ít hơn trước khi đứt. Mối ghép dựa vào việc bu lông chảy để hấp thụ va đập có thể phù hợp hơn với Grade 5.
• Giòn hydro. Độ cứng Grade 8 nằm trong dải mà mạ có thể gây nứt muộn. Hãy đọc giòn hydro ở bu lông 10.9 và 12.9, vì Grade 8 cư xử như cấp 10.9 về mặt này, và chỉ định lớp phủ cùng nhà máy.
• Nhạy với vết khía. Bán kính dưới đầu nhọn hoặc ren cắt làm hại bu lông cứng nhiều hơn bu lông mềm. Ren cán và bán kính tốt có lợi trên Grade 8.
• Chất lượng nhiệt luyện. Lớp vỏ thoát carbon trên bu lông Grade 8 làm giảm tuổi thọ mỏi. Nhiệt luyện bu lông ốc vít mô tả các biện pháp kiểm soát.

Khi nào bu lông hệ inch theo yêu cầu là hợp lý

Nhà phân phối catalog có sẵn bu lông lục giác Grade 5 và 8 ở kích thước và chiều dài tiêu chuẩn. Đơn hàng theo yêu cầu là lựa chọn tốt hơn khi:

• Chiều dài không có trong catalog, như 2-3/8 inch hoặc chiều dài hệ mét trên ren hệ inch.
• Đầu đặc biệt: đầu khoan lỗ cho dây an toàn, đế, vai, mặt tựa lớn hơn.
• Ren chỉ một phần hoặc có chiều dài khác thường.
• Cấp bền kết hợp với lớp phủ hoặc tính năng chống lỏng mà catalog không liệt kê.
• Số lượng mỗi năm khiến việc mua trực tiếp rẻ hơn.

Với các trường hợp này, bản vẽ nên nêu tiêu chuẩn, cấp bền và cấp dung sai ren. Xem cách tìm nguồn bu lông ốc vít theo yêu cầu để biết báo giá được xây dựng ra sao.

Quy trình sản xuất thường gặp

Bu lông Grade 5 đến khoảng 3/4 inch được dập nguội từ dây thép carbon trung bình, sau đó tôi và ram rồi cán ren. Grade 8 theo cùng quy trình dùng dây thép hợp kim, hoặc rèn nóng cho kích thước lớn hơn. Grade 8 gia công cắt gọt là khả thi cho lô nhỏ, thường từ phôi thanh thép hợp kim. Mác dây ảnh hưởng đến nhiệt luyện, nên các mác dây dập nguội đáng để xem.

Mô-men và lực căng trước cho các kích thước thông dụng

Cấp bền chỉ là một nửa câu chuyện, vì bu lông chịu tải bằng lực mà nó được siết. Bảng cho lực kẹp xấp xỉ ở 75 phần trăm tải thử cho ba kích thước thông dụng, dùng diện tích chịu kéo của ren.

Kích thước	Diện tích chịu kéo (in²)	Lực kẹp Grade 5, 75 phần trăm tải thử	Lực kẹp Grade 8, 75 phần trăm tải thử
3/8-16 UNC	0.0775	Khoảng 4,900 lbf	Khoảng 7,000 lbf
1/2-13 UNC	0.1419	Khoảng 9,000 lbf	Khoảng 12,800 lbf
5/8-11 UNC	0.2260	Khoảng 14,400 lbf	Khoảng 20,300 lbf

Đây là các con số ước lượng, và lực kẹp thực phụ thuộc ma sát, chất bôi trơn và phương pháp siết. Cờ lê lực cho độ phân tán lực kẹp cộng trừ 25 phần trăm hoặc hơn, nên mối ghép quan trọng dùng mô-men kèm góc hoặc phương pháp căng. Hãy ghi phương pháp trên bản vẽ cùng mô-men, và nêu ren khô, tẩm dầu hay có lớp phủ.

Ví dụ đơn hàng bu lông hệ inch theo yêu cầu

Bu lông lục giác 1/2-13 x 2-3/8, Grade 5, mạ kẽm, 80,000 chiếc mỗi năm. Chiều dài không phải kích thước catalog, nên nhà sản xuất dập đầu chi tiết từ dây thép carbon trung bình, nhiệt luyện và cán ren. Bu lông mạ được sấy, vì độ cứng Grade 5 nằm gần mép dải nguy cơ hydro.

Bu lông đầu khoan lỗ 3/4-10, Grade 8, để trần, 2,000 chiếc mỗi năm. Đầu có lỗ ngang cho dây an toàn. Nhà máy khoan lỗ sau nhiệt luyện và kiểm tra vị trí. Đầu khoan lỗ là một lý do điển hình để rời khỏi catalog.

Vít có đế 5/16-18 x 1-1/8 với đế răng cưa, Grade 5, 600,000 chiếc mỗi năm. Đế được tạo hình trong khuôn dập đầu. Người mua duyệt mẫu và yêu cầu thử mô-men và lực căng cùng lớp phủ.

Thay cấp và đội xe pha trộn

Nhiều người mua chạy cả sản phẩm hệ inch lẫn hệ mét. Khi bản vẽ của hệ này gặp chuỗi cung ứng của hệ kia, lỗi sẽ xảy ra. Vài quy tắc giúp ích. Đừng thay grade 8 bằng 10.9 hoặc grade 5 bằng 8.8 khi chưa có kỹ sư kiểm tra, dù các con số gần nhau. Đừng trộn hệ ren, vì M12 và 1/2-13 trông giống nhau nhưng không lắp được. Đừng thay bu lông khác cấp trong mối ghép mà nhà thiết kế đã tính cho một lực căng trước và tuổi thọ mỏi cụ thể.

Nếu mối ghép được tính cho Grade 8 mà nguồn cung gián đoạn, hàng thay thế là Grade 8 khác từ nguồn có báo cáo thử nghiệm, chứ không phải Grade 5 cỡ lớn hơn khi chưa thiết kế lại. Hãy giữ dấu cấp bền và chứng chỉ cùng lô hàng, để có thể kiểm tra cấp của bất kỳ bu lông nào ngoài hiện trường về sau. Danh sách kiểm tra RFQ liệt kê các mục thuộc về mọi đơn hàng.

Lỗi đặt hàng thường gặp

• Ghi “bu lông grade 8” mà không có tiêu chuẩn hay dãy ren.
• Mạ bu lông Grade 8 mà không nhắc đến khử hydro.
• Cho rằng bu lông không dấu trong xưởng là Grade 5.
• Trộn các cấp trong một bộ bu lông ốc vít.
• Thay bu lông Grade 8 bằng cấp 10.9 hệ mét cỡ tương tự mà không có kỹ sư kiểm tra.

Một ghi chú đầy đủ, như SAE J429 Grade 8, 1/2-13 UNC-2A, kèm lớp phủ và dấu, bao quát được hết.

Danh sách kiểm tra cho RFQ

• Cấp bền và tiêu chuẩn: SAE J429 Grade 5 hoặc Grade 8, hoặc tương đương ASTM nếu cần.
• Đường kính, dãy ren (UNC hoặc UNF), cấp dung sai (thường là 2A) và chiều dài.
• Loại đầu và kích thước, kèm yêu cầu về dấu.
• Lớp phủ, kèm ghi chú về khử hydro cho Grade 8.
• Chứng chỉ: vật liệu, nhiệt luyện và kết quả thử.
• Số lượng mỗi năm và số lượng mỗi lần giao.

Một danh sách đầy đủ cho Quý khách các báo giá có thể so sánh. Để bắt đầu, hãy gửi RFQ và chúng tôi ghép đến tối đa ba nhà sản xuất làm bu lông hệ inch theo bản vẽ.

Câu hỏi thường gặp

Đọc tiếp

• Stud ASTM A193 B7, B16 và L7: chọn mác nào cho thiết bị áp lực
• Bu lông ốc vít inox martensit và PH: 410, 416 và 17-4